Kluczowa różnica – destylacja azeotropowa a ekstrakcyjna
Kluczowa różnica między destylacją azeotropową a ekstrakcyjną polega na tym, że w destylacji azeotropowej tworzenie azeotropu jest wymagane do oddzielenia składników mieszaniny, podczas gdy w destylacji ekstrakcyjnej azeotrop nie powstaje.
Destylacji to proces oczyszczania cieczy w procesie ogrzewania i chłodzenia. W destylacji azeotropowej azeotrop powstaje przed oddzieleniem składników z mieszaniny. Azeotrop to mieszanina składników o stałej temperaturze wrzenia. W procesie destylacji ekstrakcyjnej nie ma potrzeby tworzenia azeotropu. W tym sposobie trzeci składnik dodaje się do mieszaniny binarnej. Ten trzeci składnik może wpływać na zmienność istniejących składników.
Co to jest destylacja azeotropowa?
Destylacji azeotropowej to technika rozdzielania stosowana do oddzielenia składników mieszaniny poprzez utworzenie azeotropu. Azeotropy to mieszaniny składników o stałej temperaturze wrzenia. Tego typu mieszaniny nie można rozdzielić na składniki przez prostą destylację, ponieważ wszystkie składniki mają tę samą temperaturę wrzenia. Podczas gotowania mieszaniny azeotropowej proporcje składników w cieczy i jej fazie gazowej są równe.
W metodzie destylacji azeotropowej, nowy składnik (znany jako entrainer) jest dodawany do mieszaniny azeotropowej w celu utworzenia nowego azeotropu, który wrze w niższej temperaturze niż azeotrop istniejący. Wtedy system ma dwie niemieszające się fazy ciekłe o różnych temperaturach wrzenia (heterogeniczne).
Rysunek 01: System oddzielania etanolu (E) od wody (W) za pomocą benzenu (B)
Rozważmy na przykład mieszaninę etanolu i wody. Jest znany jako azeotrop binarny, ponieważ w mieszaninie znajdują się dwa mieszające się składniki. Jeśli do tej mieszaniny zostanie dodany benzen jako entrainer, może to wpłynąć na lotność innych składników mieszaniny. Mieszanina jest teraz nazywana azeotropem trzeciorzędowym, ponieważ w mieszaninie znajdują się trzy składniki. Kiedy ta mieszanina jest destylowana, jest znana jako destylacja azeotropowa.
Co to jest destylacja ekstrakcyjna?
Destylacji ekstrakcyjnej to technika separacji, która obejmuje dodanie trzeciego składnika do mieszanki binarnej, aby umożliwić rozdzielenie dwóch składników. Jednak trzeci składnik nie odparowuje podczas procesu destylacji; trzeci składnik powinien być mniej lotny. Albo powinien mieć wyższą temperaturę wrzenia.
Jeżeli dwuskładnikowa mieszanina składa się z dwóch składników o stosunkowo podobnych temperaturach wrzenia, wówczas te składniki nie mogą być rozdzielone przez prostą destylację. Dzieje się tak, ponieważ oba składniki zostaną odparowane w prawie podobnych temperaturach (słaba rozdzielczość).
Rysunek 02: System przedstawiający destylację ekstrakcyjną mieszaniny A i B przy użyciu rozpuszczalnika E
Podczas procesu destylacji ekstrakcyjnej nie powstaje azeotrop. W procesie wykorzystuje się rozpuszczalnik o bardzo niskiej lotności jako rozpuszczalnik mieszaniny składników. Jest znany jako rozpuszczalnik rozdzielający. Podczas destylacji składnik o najwyższej lotności będzie łatwo odparowywany jako produkt szczytowy. Pozostała część to rozpuszczalnik i drugi składnik (w mieszaninie binarnej). Ponieważ rozpuszczalnik nie tworzy azeotropu z drugim składnikiem, można go również łatwo oddzielić dostępną metodą.
Na przykład ekstrakcję toluenu z parafiny można przeprowadzić metodą destylacji ekstrakcyjnej. Mieszanina toluenu i izooktanu ma prawie podobne masy cząsteczkowe. Dlatego oddzielenie toluenu z tej mieszaniny jest bardzo trudne. Ale kiedy do tej mieszaniny dodaje się fenol, temperatura wrzenia izooktanu wzrasta. Ułatwia to oddzielenie toluenu od tej mieszaniny.
Jaka jest różnica między destylacją azeotropową a ekstrakcyjną?
Destylacji azeotropowej a ekstrakcyjnej |
|
| Destylacji azeotropowej to technika rozdzielania stosowana do oddzielenia składników mieszaniny poprzez utworzenie azeotropu. | Destylacji ekstrakcyjnej to technika separacji, która obejmuje dodanie trzeciego składnika do mieszanki binarnej, aby umożliwić rozdzielenie dwóch składników. |
| Technika | |
| W technice destylacji azeotropowej ważne jest utworzenie azeotropu przed destylacją. | W technice destylacji ekstrakcyjnej do mieszaniny dodaje się nielotny składnik, który może wpływać na lotność składników w mieszaninie. |
| Oddzielenie | |
| Destylacji azeotropowej oddziela składnik w fazie gazowej, która ma taki sam skład chemiczny jak w fazie ciekłej. | Destylacji ekstrakcyjnej oddziela składnik od matrycy substancji. |
Podsumowanie – destylacja azeotropowa a ekstrakcyjna
Destylacji to technika chemiczna stosowana do rozdzielania różnych składników w mieszaninie. Istnieje wiele rodzajów technik destylacji, z których najprostszym jest destylacja prosta. Destylacja azeotropowa i destylacja ekstrakcyjna to dwa ważne rodzaje destylacji. Różnica między destylacją azeotropową a ekstrakcyjną polega na tym, że tworzenie azeotropu jest wymagane do oddzielenia składników mieszaniny, podczas gdy w destylacji ekstrakcyjnej nie zachodzi tworzenie azeotropu.
